42生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型（新）

1、 葡萄糖葡萄糖 進(jìn)入細(xì)胞，水分進(jìn)入細(xì)胞，水分 進(jìn)出細(xì)胞進(jìn)出細(xì)胞 同一種植物對(duì)不同離子的吸收是同一種植物對(duì)不同離子的吸收是 的的 不同種植物對(duì)同一離子的吸收是不同種植物對(duì)同一離子的吸收是 的的 物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸并物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸并 是順相對(duì)濃度梯度的是順相對(duì)濃度梯度的 不同生物對(duì)不同礦物質(zhì)的吸收表現(xiàn)出很大不同生物對(duì)不同礦物質(zhì)的吸收表現(xiàn)出很大 細(xì)胞膜和其它生物膜細(xì)胞膜和其它生物膜 為膜為膜回顧：跨膜運(yùn)輸實(shí)例回顧：跨膜運(yùn)輸實(shí)例選擇透過(guò)性選擇透過(guò)性說(shuō)明說(shuō)明不能不能能能不一樣不一樣不一樣不一樣不一定不一定差異差異膜的功能特點(diǎn)膜的功能特點(diǎn)生物膜的選擇性吸收是否生物膜的選擇性吸收是否與其特定的結(jié)構(gòu)相關(guān)呢？與其特

2、定的結(jié)構(gòu)相關(guān)呢？科幻之旅 如果有“時(shí)光機(jī)器”，將此刻的你送回19世紀(jì)，你會(huì)從哪幾個(gè)方面去研究細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)?細(xì)胞膜的組成成分是什么呢？細(xì)胞膜的組成成分是什么呢？對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程: :時(shí)間：時(shí)間：1919世紀(jì)末（世紀(jì)末（18951895年）年）實(shí)驗(yàn)：歐文頓實(shí)驗(yàn)：歐文頓(E.Overton)(E.Overton)用用500500多種化學(xué)物質(zhì)對(duì)植物細(xì)胞的多種化學(xué)物質(zhì)對(duì)植物細(xì)胞的通透性進(jìn)行上萬(wàn)次實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜對(duì)不同物質(zhì)的通透性是通透性進(jìn)行上萬(wàn)次實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜對(duì)不同物質(zhì)的通透性是不一樣的：可以溶于脂質(zhì)的物質(zhì)比不能溶于脂質(zhì)的物質(zhì)更容不一樣的：可以溶于脂質(zhì)的物質(zhì)比不能溶于脂質(zhì)的

3、物質(zhì)更容易通過(guò)細(xì)胞膜。易通過(guò)細(xì)胞膜。時(shí)間：時(shí)間：2020世紀(jì)初世紀(jì)初實(shí)驗(yàn)：科學(xué)家將膜從哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞中分離實(shí)驗(yàn)：科學(xué)家將膜從哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞中分離出來(lái)，然后進(jìn)行化學(xué)分析。出來(lái)，然后進(jìn)行化學(xué)分析。l發(fā)現(xiàn)細(xì)胞不但會(huì)被溶解脂質(zhì)的物質(zhì)溶解，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞不但會(huì)被溶解脂質(zhì)的物質(zhì)溶解，也會(huì)被也會(huì)被蛋白酶蛋白酶分解。分解。 成果：確定細(xì)胞膜的主要成分的確是成果：確定細(xì)胞膜的主要成分的確是: 脂質(zhì)脂質(zhì)(主要是磷脂主要是磷脂) 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) 后來(lái)還有其它實(shí)驗(yàn)證實(shí)了細(xì)胞膜還含有后來(lái)還有其它實(shí)驗(yàn)證實(shí)了細(xì)胞膜還含有少量糖少量糖類類脂質(zhì)和蛋白質(zhì)是怎樣有機(jī)結(jié)合構(gòu)脂質(zhì)和蛋白質(zhì)是怎樣有機(jī)結(jié)合構(gòu)成膜的呢？成膜的呢？時(shí)間：時(shí)間：19

4、251925年年實(shí)驗(yàn)：兩位荷蘭科學(xué)家用丙酮（實(shí)驗(yàn)：兩位荷蘭科學(xué)家用丙酮（一種有一種有機(jī)溶劑，可以溶解脂質(zhì)機(jī)溶劑，可以溶解脂質(zhì)）從人的紅細(xì)胞）從人的紅細(xì)胞膜中提取脂質(zhì)，在膜中提取脂質(zhì)，在空氣水空氣水界面上鋪展界面上鋪展成單分子層，測(cè)得單分子層的面積恰好成單分子層，測(cè)得單分子層的面積恰好為紅細(xì)胞表面積的為紅細(xì)胞表面積的兩兩倍。倍。 得出結(jié)論：得出結(jié)論： 細(xì)胞膜中的脂質(zhì)分子排列為細(xì)胞膜中的脂質(zhì)分子排列為連續(xù)的兩層連續(xù)的兩層親水頭部親水頭部疏水尾部疏水尾部磷脂是一種由甘油，脂肪酸和磷酸所組成的分磷脂是一種由甘油，脂肪酸和磷酸所組成的分子，子，磷酸磷酸“頭頭”部是親水的，脂肪酸部是親水的，脂肪酸“尾尾”

5、部部是疏水的。是疏水的。連續(xù)兩連續(xù)兩層排列層排列 蛋白質(zhì)位于脂雙分子層蛋白質(zhì)位于脂雙分子層的什么位置呢？的什么位置呢？19591959年，羅伯特森利用電鏡，獲得了清晰的年，羅伯特森利用電鏡，獲得了清晰的細(xì)胞膜照片，顯示細(xì)胞膜照片，顯示暗暗明明暗暗的三層結(jié)構(gòu)。的三層結(jié)構(gòu)。 資料四資料四 時(shí)間：時(shí)間：1959年年 人物：羅伯特森（人物：羅伯特森（J. D. Robertsen） 實(shí)驗(yàn)：在電鏡下獲得了清晰的細(xì)胞膜照片，實(shí)驗(yàn)：在電鏡下獲得了清晰的細(xì)胞膜照片， 顯示顯示暗暗明明暗暗三層結(jié)構(gòu)三層結(jié)構(gòu)。解釋：蛋白質(zhì)電子密解釋：蛋白質(zhì)電子密度高顯黑色發(fā)暗，磷度高顯黑色發(fā)暗，磷脂分子的電子密度低脂分子的電子密度

6、低發(fā)亮發(fā)亮提出提出靜止模型靜止模型的觀點(diǎn)的觀點(diǎn) 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)脂質(zhì)脂質(zhì)蛋白質(zhì)（單位膜蛋白質(zhì)（單位膜）“蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)脂脂質(zhì)質(zhì)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)”三明治模型三明治模型 靜態(tài)靜態(tài)“蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)- -脂質(zhì)脂質(zhì)- -蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)”三層結(jié)構(gòu)是否能體現(xiàn)膜的功能三層結(jié)構(gòu)是否能體現(xiàn)膜的功能呢呢? ?變形蟲的變形運(yùn)動(dòng)變形蟲的變形運(yùn)動(dòng)變形蟲在吞噬草履蟲變形蟲在吞噬草履蟲 上述兩個(gè)實(shí)例說(shuō)明：上述兩個(gè)實(shí)例說(shuō)明：生物膜不是靜態(tài)的生物膜不是靜態(tài)的細(xì)胞融合細(xì)胞融合紅色熒紅色熒光染料光染料標(biāo)記的標(biāo)記的膜蛋白膜蛋白綠色熒綠色熒光染料光染料標(biāo)記的標(biāo)記的膜蛋白膜蛋白人人 細(xì)細(xì) 胞胞小鼠細(xì)胞小鼠細(xì)胞雜雜 交交 細(xì)細(xì) 胞胞40min37度度實(shí)驗(yàn)

7、結(jié)論實(shí)驗(yàn)結(jié)論: 膜上的膜上的蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)具有流（運(yùn)）動(dòng)性具有流（運(yùn)）動(dòng)性蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)脂質(zhì) 標(biāo)本用干冰等冰凍。后用冷刀斷開，標(biāo)本用干冰等冰凍。后用冷刀斷開，升溫后暴露斷裂面升溫后暴露斷裂面。蛋白質(zhì)在膜中的分布是不對(duì)稱的蛋白質(zhì)在膜中的分布是不對(duì)稱的蛋白質(zhì)鑲在、嵌入、橫跨在磷脂雙分子層中蛋白質(zhì)鑲在、嵌入、橫跨在磷脂雙分子層中。資料六 時(shí)間：時(shí)間：1972年年 人物：桑格和人物：桑格和 尼克森尼克森 提出：提出：流動(dòng)鑲嵌模型流動(dòng)鑲嵌模型(為大多數(shù)人所接受為大多數(shù)人所接受) 膜上蛋白質(zhì)分子是不停運(yùn)動(dòng)的膜上蛋白質(zhì)分子是不停運(yùn)動(dòng)的 膜上磷脂分子也是不停運(yùn)動(dòng)的膜上磷脂分子也是不停運(yùn)動(dòng)的膜具有一定的流動(dòng)性膜具有

8、一定的流動(dòng)性導(dǎo)致導(dǎo)致靜止模型靜止模型流動(dòng)鑲嵌模型流動(dòng)鑲嵌模型被推翻被推翻并提出并提出流動(dòng)性流動(dòng)性流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容1. 組成成分組成成分： 主要磷脂和蛋白質(zhì)，還有少量糖類主要磷脂和蛋白質(zhì)，還有少量糖類2. 基本支架：基本支架： 磷脂雙分子層磷脂雙分子層3. 蛋白質(zhì)的位置：蛋白質(zhì)的位置：4. 生物膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：生物膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 流動(dòng)性流動(dòng)性(磷脂和蛋白質(zhì)分子具有運(yùn)動(dòng)性磷脂和蛋白質(zhì)分子具有運(yùn)動(dòng)性) 5. 作用：識(shí)別、保護(hù)和潤(rùn)滑、細(xì)胞間作用：識(shí)別、保護(hù)和潤(rùn)滑、細(xì)胞間信息交流信息交流 共建概念圖共建概念圖生物膜生物膜結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)功能特點(diǎn)功能特點(diǎn)結(jié)構(gòu)組成結(jié)構(gòu)組成結(jié)構(gòu)探究歷

9、程結(jié)構(gòu)探究歷程決定決定 流動(dòng)性流動(dòng)性選擇透過(guò)性選擇透過(guò)性磷脂雙分子層磷脂雙分子層蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)小結(jié)：小結(jié)：一、對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程：一、對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程：1、19世紀(jì)末，歐文頓提出：膜由世紀(jì)末，歐文頓提出：膜由 脂質(zhì)脂質(zhì) 組成；組成；2、20世紀(jì)初，化學(xué)分析得出：膜的成分是世紀(jì)初，化學(xué)分析得出：膜的成分是脂質(zhì)脂質(zhì)和和蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)；3、1925年，荷蘭科學(xué)家得出：膜上脂質(zhì)分子是年，荷蘭科學(xué)家得出：膜上脂質(zhì)分子是雙層雙層的；的；4、1959年，羅伯特森在電鏡觀察下得出：年，羅伯特森在電鏡觀察下得出：蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)脂質(zhì)脂質(zhì)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)的三分層結(jié)構(gòu)；的三分層結(jié)構(gòu)；5、1970年，用熒光標(biāo)記技術(shù)證明

10、：膜具有年，用熒光標(biāo)記技術(shù)證明：膜具有 流動(dòng)流動(dòng) 性；性；6、1972年，桑格和尼克森提出：年，桑格和尼克森提出：流動(dòng)鑲嵌模型流動(dòng)鑲嵌模型模型。模型。小結(jié)：小結(jié)：1.生物膜的組成：生物膜的組成：生物膜是由生物膜是由_和和_組成的。組成的。脂質(zhì)脂質(zhì)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)2.生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型。生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型。 生物膜的流動(dòng)模型認(rèn)為，生物膜的流動(dòng)模型認(rèn)為，_構(gòu)成了膜的基構(gòu)成了膜的基本骨架；構(gòu)成生物膜的磷脂具有流動(dòng)性；大多數(shù)蛋白質(zhì)分本骨架；構(gòu)成生物膜的磷脂具有流動(dòng)性；大多數(shù)蛋白質(zhì)分子也是可以運(yùn)動(dòng)的。子也是可以運(yùn)動(dòng)的。磷脂雙分子層磷脂雙分子層3.糖被的結(jié)構(gòu)及功能。糖被的結(jié)構(gòu)及功能。 糖被是細(xì)胞膜的外表，一層由細(xì)胞膜上的糖被是細(xì)胞膜的外表，一層由細(xì)胞膜上的_和和_結(jié)合形成的糖蛋白，其作用是結(jié)合形成的糖蛋白，其作用是_、_等。等。蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)糖類糖類細(xì)胞識(shí)別細(xì)胞識(shí)別免疫反應(yīng)免疫反應(yīng)相同點(diǎn)：相同點(diǎn)：都認(rèn)為組成細(xì)胞膜的主要物質(zhì)是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)。都認(rèn)為組成細(xì)胞膜的主要物質(zhì)是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)。不同點(diǎn)：不同點(diǎn)：1、流動(dòng)鑲嵌模型認(rèn)為蛋白質(zhì)在